基于OBE理念的“单片机”教学改革研究

2018-04-18汪媛

电气电子教学学报 2018年3期

汪媛

（武昌首义学院机电与自动化学院，湖北武汉430064）

0 引言

“单片机”课程是电气工程、电子信息工程等专业的核心课程之一，也是重要的专业基础课程，企业用人单位非常重视技术人员对单片机的应用能力。因此，对“单片机”课程进行教学改革研究对于国民经济的发展和企业转型升级具有重要现实意义。在教学过程中，若仅采用教材知识体系讲授该课程，会导致教学内容只强调单片机的基本原理，学生缺乏应用单片机和相关资源进行系统设计的实践能力的训练，不能运用所学知识解决工程设计中的实际问题。

成果导向教育 OBE（Outcome-based Education），是一种将学生的学习成果作为目标导向的新型教育理念。在基于OBE教学模式的教学过程中，教师应围绕学生实现预期的学习成果展开教学设计以及教学过程，成果导向的教学设计遵循反向设计原则，能够克服传统教学内容单向设计问题［1～2］。

本文将OBE教育理念引入“单片机”课程教学中，在教学过程中坚持以学生为中心，以学生学习成果为目标导向，推动“单片机”课程教学质量的可持续性改进以及提高。

1 “单片机”课程教学现状分析

在传统的“单片机”教学模式中，教学过程以理论知识的讲授作为主要驱动力，以教师为中心，学生被动地接受理论知识的模式开展教学，成绩评定方式无法对学生的学习目标进行全面合理的评估，普遍存在知识传授与教学目标相背离的现象，学生在学习过程中工程实践能力难以提高。传统的“单片机”课程教学主要存在以下几方面的问题：

（1）教学进程上要求学生按既定的教学计划、时间、进度等开展学习，忽视“学习成果”这一根本目标。

（2）在教学模式上以知识导向为主，教师关注的是教学内容，学生关注的是对获得理论知识的总结和整理，忽视和缺乏对学生实践、创新等综合能力的培养。

（3）强调以教师为中心，学生按照教师的要求完成学习任务。这种单一的学习形式，忽视团队合作的思想的灌输，难以多角度提高学生学习效率。

（4）考核方式单一，缺乏对学生学习成果的多元考核评价体系。

2 OBE教育模式下“单片机”课程建设

OBE教育模式是以学生为中心、以学生学习成果为导向的教学模式。这种教学模式以学生通过学习能够获得什么和掌握什么技能作为教学活动的基础，构建学习结果评价模式，要求教师引导学生自主学习，注重学生个性发展，培养学生自主学习的积极性，提高教学效率。

2．1 教学目标的确定

基于OBE教育理念的教学方式最为基础和核心的一环就是教学目标的确定。

教学目标的确定应当遵循三个标准：①内容应清晰得当、具体可行，列出的目标条目应一目了然；②数量上的可控性，教学目标中的条目数量应当控制在一定的范围内，避免冗杂，又切忌空大无物；③各目标之间应具有层次性，可分为几大类、若干项或若干条、层层细分、步步递进，不同层次目标间的关系要明确地表示出来，以便学习者和教学者的理解和掌控，也有利于教学目标的达成。

在“单片机”课程的授课过程中，确定课程的预期教学目标不仅是实现OBE工程教育的重要前提，也是后期有效地进行学习成果评估的前提。本课程教学目标的确定，应建立在广泛调研的基础之上，不仅要对企业用人单位需求进行调研，还要结合专业发展趋势及学校定位，同时充分考虑学生和家长的期望，综合这些调研结果，通过充分讨论的方式，确定具体可行、可检测的课程教学目标。

2．2 教学策略的优化

OBE教育理念强调学生学到了什么，学完之后能做什么，重视学生的学习结果而不是教师教授的具体内容。它注重培养学生的批判性思考能力、沟通和表达能力，鼓励学生勇敢对事物进行评论、批判并表达自己的观点，强调学生的主体性［3］。因此，在教学策略的选择上应当弱化传统教师填鸭式的输送方式，强化研究型教学模式，鼓励学生进行自我探索和自我开发。基于OBE模式的“单片机”课程教学策略的优化体现在以下两个方面：

1）引入项目驱动式教学方法

根据OBE理念应根据教学目标反向设计教学内容和教学方法，在教学过程中改变传统的纯理论教学模式，结合项目案例对知识点进行讲解，每个章节设计相应的综合性案例，以提出项目案例要求的形式，引出对应知识点，在项目完成的过程中掌握单片机控制系统的抽象理论，将要讲授的抽象概念融合到所设计的综合性项目案例的解决过程中，同时配合PROTUES仿真软件显示项目案例的实际现象。通过这种项目驱动的方法，配合教学互动及翻转课堂等新型教学方法，激发学生的学习兴趣和动力，建立起学生自主学习的积极性，提高和改善教学效果。

2）增加平时项目案例作业

改变传统作业的实现形式，在教学过程中布置平时项目案例作业，作业内容为真实项目案例，要求学生利用课余时间自学PROTUES仿真软件，基于PROTUES仿真软件完成教师给定的项目案例的硬件设计、软件编程及系统仿真，在这个过程中学生能够真实体验系统开发的设计流程。

将整个班级分成若干小组，平时项目案例作业完成的过程中，小组成员按照自己的特长进行合理分工，对项目进行全面透彻的分析，共同完成该项目，最后以集体参加答辩的形式进行检查。采取这种分组形式可以充分调动学生的主观能动性，培养学生的自主学习和团队合作能力，使其增强自信心和责任感，形成团队合作意识以及良好的工作习惯，为将来工作打下坚实的基础。

2．3 评价方式的多元化

传统的课程评价方式中教师只是根据学生的考勤情况及考试成绩对学生学习成果进行评价，对学生的学习过程无从了解，而考试成绩检测的仅是学生对知识的掌握情况，学生只要对知识进行死记硬背，这种短时间速记的学习形式无法达到实践能力培养的需求。

基于OBE的教学评价以学生的学习成果为本，对学生学习方法及学习时间等内容不关注，这种评价方式相对于传统的定性与定量的评价方式更多元、更梯次，这种评价方式不进行学生之间的相互比较，而是对个人的学习成果进行比较，更容易让学生接受，也更科学［4］。

因此，为了更好的实现学生创新、批判性思考、团队协作和可持续发展等能力的培养及提高，“单片机”课程考核方式应当实现多元化转变。多元化的评价模式应包括两个方面，即平时上课表现环节和平时项目作业情况环节，其中平时上课表现环节包括出勤率及课堂回答问题情况，平时项目作业环节应根据学生完成平时项目作业的情况给出。由于平时项目作业的考核是采用答辩的形式进行，教师通过和学生充分交流，能观察到学生对教学目标建构的全过程，对学生的学习效果获得“形成性评估”和“总结性评估”，学生考试成绩过程化，体现为实践开发能力的考核，最终的考核结果不再只是期末试卷成绩，而是由试卷成绩、平时项目作业成绩、平时表现成绩以及实验成绩四部分构成。

2．4 教学质量的持续性改进

传统的教学评价是终结性的。主要根据期末考试分数对学生学习情况进行认证，评价的结果比较单一、生硬，往往缺少回馈机制和改进措施。OBE教育理念认为评价最重要的意图不是为了证明，而是为了改进。教学评价的根本目的不是为了展示学生的学习成绩，也不是为了证明学生学习能力和智力的高低，而是为了促进学生更好的学习，帮助学生达到自己的学习目标，实现自己的价值［5］。

在“单片机”课程的教学过程中，应将学生的评价结果反馈到教学策略及评估方式中，从而达到教学质量的持续性改进及提高。要建立学生跟踪反馈机制，对教学目标的达成进行“持续性评价”，应定期开展学生学习成果达成度评价及分析，教师在评价过程中，应实时了解学生的教学目标掌握及应用情况，总结学生不同阶段的教学目标掌握情况，形成平时阶段性评价与期末总结性评价相结合的模式，通过持续的评价结果对评价体系进行持续调整及改进，对教学策略进行优化，从而最终实现教学质量的持续改进及提高。